3. Quais são as operações de simetria que podem mostrar que uma molécula é quiral ou aquiral.

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1 04.ESTEREOQUÍMICA EXERCÍCIOS PROPOSTOS 1. Defina: a. estereoisómero; b. enantiómeros; c. diastereoisómero; d. isómeros conformacionais (confórmeros); e. quiralidade. 2. Apresentar um exemplo de molécula quiral e uma molécula aquiral. 3. Quais são as operações de simetria que podem mostrar que uma molécula é quiral ou aquiral. 4. Todas as moléculas a seguir representadas possuem a fórmula molecular C 5 H 12 O? Quais delas são quirais? 5. Quais das seguintes moléculas são quirais e, portanto, capazes de existir como enantiómeros? a. 1,3-diclorobutano b. 1,2-dibromopropano c. 1,5-dicloropentano d. 3-etilpentano 6. Algumas das moléculas seguintes possuem estereocentros, outras não. Escreva fórmulas tridimensionais para os enantiómeros das moléculas que possuem estereocentros. a. 2-propanol b. 2-metilbutano c. 2-clorobutano d. 2-metil-1-butanol e. 2-bromopentano f. 3-metilpentano g. 3-metil-hexano h. 1-cloro-2-metilbutano 7. Escreva as fórmulas tridimensionais e mostre o plano de simetria em todas as moléculas aquirais do problema anterior. 8. Atribua as designações (R) e (S) para cada par de enantiómeros dados como resposta no problema Liste os substituintes em cada um dos conjuntos abaixo em ordem de prioridade CIP, do maior para o menor. a. -Cl, -OH, -SH, -H b. -CH 3, -CH 2 Br, -CH 2 Cl, -CH 2 OH c. -H, -OH, -CHO, -CH 3 João Paulo Noronha 1

2 d. CH(CH 3 ) 2, -C(CH 3 ) 3, -H, -CH=CH 2 e. -H, -N(CH 3 ) 2, -OCH 3, -CH Ordenar por ordem decrescente de prioridade (CIP) cada série de grupos substituintes seguintes: a. metilo; bromometilo; etilo. b. 2-metilpropilo; 1-metiletilo; ciclo-hexilo. c. butilo; 1-metilpropilo; 2-metilpropilo; 1,1-dimetiletilo. d. etilo; 1-cloroetilo; 1-bromoetilo; 2-bromoetilo 11. Qual é a configuração absoluta das moléculas seguintes: 12. Indique a configuração absoluta para as seguintes moléculas: 13. Desenhe as projeções de Fischer para as moléculas quirais do exercício Para cada par de estruturas que segue, indique qual dos dois compostos são idênticos ou enantiómeros. 15. Coloque as estruturas que seguem na projeção de Fischer; depois atribua a configuração absoluta, R/S de cada estereocentro. João Paulo Noronha 2

3 16. Desenhe as estruturas de todos os dimetilciclobutanos. Especifique quais são quirais e mostre os planos de simetria para os aquirais. 17. Desenhe todos os estereoisómeros do 2,4-dibromo-3-cloropentano. 18. Quais são as relações estereoquímicas (idênticos, enantiómeros ou diastereoisómeros) das quatro moléculas a seguir representadas? Determine a configuração absoluta de cada centro estereogénico. 19. Desenhe a estrutura dos compostos a seguir mencionados representando o anel na forma planar. Quais são quirais? Quais são meso? Indique a localização do plano de simetria em cada composto meso. a. cis-1,2-diclorociclopentano e seu isómero trans b. cis-1,3-diclorociclopentano e seu isómero trans c. cis-1,2-diclorociclo-hexano e seu isómero trans d. cis-1,3-diclorociclo-hexano e seu isómero trans 20. Os aminoácidos isoleucina e aloisoleucina estão representados abaixo nas suas conformações alternadas. Escreva as projeções de Fischer de cada molécula. Estes compostos são enantiómeros ou diasteroisómeros? 21. Cada uma das reações a seguinte é realizada e os seus produtos são separados cuidadosamente por destilação fracionada ou recristalização. Para cada reação diga quantas frações serão recolhidas. Desenhe as fórmulas estereoquímicas de cada composto (ou compostos) em cada fração, e atribua as configurações R/S de cada um. Mencione se a fração irá apresentar atividade óptica. a. Monocloração do Cloreto de (R)-sec-butilo a 300 o C. b. Monocloração do Cloreto de sec-butilo racémico a 300 o C João Paulo Noronha 3

4 22. Quais dos compostos abaixo representados não são compostos meso? [04. ESTEREOQUÍMICA] QUÍMICA A A reação abaixo poderia ser usada para correlacionar a configuração absoluta? 24. A epinefirina (ou adrenalina) natural, [ ] D 25= -50 o, é usada para fins médicos. O seu enantiómero é tóxico. Tem uma solução que contém 1 g de epinefirina em 20 ml de líquido, mas a pureza ótica não é especificada no rótulo. Ao colocar a solução no tubo de amostra (10 cm) de um polarímetro e observa uma rotação de -2,5 o. Qual é a pureza óptica da amostra? Esta amostra é segura para se utilizar para fins médicos? 25. Indicar o plano de simetria e eixo de simetria para a água e para o diclorometano. 26. Indicar um exemplo de molécula sem plano de simetria e sem eixo de simetria (Assimétrica). 27. Indicar um exemplo de molécula sem plano de simetria e com eixo de simetria (Dissimétrica). 28. Indicar, quando for o caso, o centro quiral, o plano de simetria, o centro estereogénico, molécula quiral dos compostos seguintes: João Paulo Noronha 4

5 29. Desenhe a projeção de Fischer para as seguintes moléculas: [04. ESTEREOQUÍMICA] QUÍMICA A Desenhe a projeção de Fischer para as moléculas seguintes e a partir destas, a projeção estendida: 31. Preencha a tabela seguinte: Composto PM observado concentração específico A... 32,6º 7/10 cm 3 B mol/l -72,5º C 745 0,01 mol/l -2,1º D 127 0,56 mol/l -27,3º 32. Qual o obs. para uma solução de 20% de 2-cloro-2-feniletano com específico de 49,2º e 80% do seu enantiómero. 33. Desenhar a imagem das estruturas abaixo e indicar a configuração absoluta dos estereocentros. 34. Indicar qual a relação entre a estrutura 1 e as estereorepresentações seguintes: João Paulo Noronha 5

6 35. Indicar se as estruturas seguintes são enantiómeros, diastereoisómeros ou idênticas e representar em forma estendida: 36. São confórmeros, diastereoisómeros e ou enantiómeros? 37. Indicar a relação entre as estruturas e representa-las na forma estendida: a. (2R,4S)-2-bromocloropentano e (2R,4R)-2-bromocloropentano b. (2R,4R)-2,4-dibromopentano e meso-2,4-dibromopentano 38. Quais dos compostos seguintes são meso? 39. Assumindo que as medidas foram efetuadas num polarímetro com tubo de amostra de 10 cm de comprimento: a. Solução de 0,4 g de 2-Butanol em 10 ml de água apresentou um obs = - 0,56º. Qual é o valor de [ ]? b. A Sacarose apresenta [ ] = +66,40º. Qual a rotação óptica observada de uma solução contendo 3 g em 10 ml de água? c. A Epinefrina natural tem [ ] = -50º para uso medicinal. Uma farmácia enviou uma amostra para ser analisar de uma solução contendo 1 g/20 ml de líquido. Efectuou-se a análise polarimétrica obtendo obs = -2,5º. Qual a pureza da amostra? É seguro seu uso? d. O Glutamato monossódico (MSG) puro tem [ ] = +24º é um eficiente intensificador do sabor e tem configuração S. Escrever a estrutura do enantiómero S. A amostra adquirida comercialmente apresentou obs = -16º. Qual a percentagem de S e R nesta amostra? Qual o excesso enatiomérico, ee? e. E uma amostra com obs = +16º. Qual a percentagem de S e R nesta amostra? Qual o excesso enatiomérico, ee? João Paulo Noronha 6

7 40. Colocar os grupos seguintes em ordem crescente de prioridade de acordo com as Regras de Precedência (CIP): -CH=CH 2, -C CH, - C N, -CH 2 I, -COH, -COOH, -CH 2 NH 2, -CONH Indicar os compostos seguintes como eritro ou treo: 42. Qual a configuração absoluta, e qual o enantiómero de cada um dos compostos seguintes? 43. Atribuir a configuração absoluta aos seguintes compostos: 44. Indicar: a. A relação entre as 4 estruturas. b. Se o p.e. de I = 98º/15 mmhg, qual o p.e. de II? c. Se III = + 8,7º, qual será o de I? e o de IV? d. Quais as propriedades físicas do composto treo? Transformar a estrutura de Fischer (I) para estrutura estendida João Paulo Noronha 7

8 45. Quais são opticamente ativos? a. Mistura 1:1 de C+D b. Qual é o meso, o treo ou eritro? c. Qual a relação entre o par treo e entre eritro e treo? [04. ESTEREOQUÍMICA] QUÍMICA A 1314 João Paulo Noronha 8